In order for agents in multi-agent systems (MAS) to be safe, they need to take into account the risks posed by the actions of other agents. However, the dominant paradigm in game theory (GT) assumes that agents are not affected by risk from other agents and only strive to maximise their expected utility. For example, in hybrid human-AI driving systems, it is necessary to limit large deviations in reward resulting from car crashes. Although there are equilibrium concepts in game theory that take into account risk aversion, they either assume that agents are risk-neutral with respect to the uncertainty caused by the actions of other agents, or they are not guaranteed to exist. We introduce a new GT-based Risk-Averse Equilibrium (RAE) that always produces a solution that minimises the potential variance in reward accounting for the strategy of other agents. Theoretically and empirically, we show RAE shares many properties with a Nash Equilibrium (NE), establishing convergence properties and generalising to risk-dominant NE in certain cases. To tackle large-scale problems, we extend RAE to the PSRO multi-agent reinforcement learning (MARL) framework. We empirically demonstrate the minimum reward variance benefits of RAE in matrix games with high-risk outcomes. Results on MARL experiments show RAE generalises to risk-dominant NE in a trust dilemma game and that it reduces instances of crashing by 7x in an autonomous driving setting versus the best performing baseline.


翻译:为确保多智能体系统(MAS)中的智能体安全运行,必须考虑其他智能体行为带来的风险。然而,博弈论(GT)的主流范式假设智能体不受其他智能体风险的干扰,仅致力于最大化自身期望效用。例如,在人机混合自动驾驶系统中,需要限制因车辆碰撞导致的奖励大幅偏差。尽管博弈论中存在考虑风险规避的均衡概念,但这些概念要么假设智能体对其他智能体行为引起的不确定性持风险中性态度,要么无法保证其存在性。本文提出一种基于博弈论的新型风险规避均衡(RAE),该均衡始终能产生最小化潜在奖励方差(考虑其他智能体策略)的解。理论分析与实证研究表明,RAE与纳什均衡(NE)具有诸多相似特性,建立了收敛性保证,并在特定情况下可推广至风险主导纳什均衡。为解决大规模问题,我们将RAE扩展至PSRO多智能体强化学习(MARL)框架。通过高风险结果的矩阵博弈实验,实证展示了RAE在最小化奖励方差方面的优势。MARL实验结果表明:在信任困境博弈中RAE可推广至风险主导纳什均衡,且在自动驾驶场景中,与最佳基线方法相比,碰撞发生率降低7倍。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
112+阅读 · 2020年5月15日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
57+阅读 · 2022年1月5日
Arxiv
29+阅读 · 2021年11月2日
Arxiv
37+阅读 · 2019年11月7日
A Multi-Objective Deep Reinforcement Learning Framework
VIP会员
最新内容
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:33
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:21
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员